KR20160049107A - 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20160049107A
KR20160049107A KR1020140145088A KR20140145088A KR20160049107A KR 20160049107 A KR20160049107 A KR 20160049107A KR 1020140145088 A KR1020140145088 A KR 1020140145088A KR 20140145088 A KR20140145088 A KR 20140145088A KR 20160049107 A KR20160049107 A KR 20160049107A
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wind turbines
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Abstract

운영 및 유지보수 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법을 개시한다. 상기 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템은 복수 개의 풍력발전기들 및 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각의 상태정보를 수집하는 상태정보 수집부가 구비된 풍력발전단지; 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 유효전력, 무효전력, 전력주파수를 이용하여 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식에 기초한 상기 풍력발전단지의 총 전력 출력량을 제어하기 위한 총 제어지령을 제공하는 풍력발전단지 제어부; 및 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각의 유효 전력 출력량에 기초하여, 상기 총 제어지령을 복수 개의 개별 제어지령들로 분배한 후, 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에 제공하는 디스패쳐를 포함한다.

Description

운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법{System and Method for controlling wind farm based on operation/maintenance data}
본 발명은 풍력발전단지 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전단지는 육상이나 해상에서 바람으로 발전기를 돌려 에너지를 생산하는 풍력발전기가 복수로 설치된 장소를 의미한다.
이러한 풍력발전단지의 규모가 증가함에 따라 풍력발전단지의 전력 출력량이 증가하여 기존의 전력망에 많은 영향을 끼치는 현상이 발생하고 있다.
특히, 초기 풍력발전단지의 급격한 전력 투입은 전력계통의 전압 및 주파수의 불안전성을 초래할 수 있으므로 풍력발전단지에서 출력되는 에너지를 서서히 증가 시켜야 한다.
그래서 각 국가의 기관 또는 전력회사에서는 대규모 출력발전단지의 계통 투입 시 일정한 기울기로 출력량을 증가시키는 내용에 대해 규정으로 관리하고 있다.
한편, 종래에는 풍력발전단지에서의 전력 투입시의 문제점을 방지하고자 풍력발전단지의 전력 출력량을 서서히 증가시키는 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식을 풍력발전단지 운영 시스템을 통해 구현하고 있다.
여기서, 종래의 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식은 풍력발전단지의 전력 출력량을 일정하게 유지하기 위하여 풍력발전단지 내의 모든 풍력발전기의 피치각을 일괄 조절하여 전력 출력량을 조절한다.
그러나, 풍력발전기들 각각은 블레이드, 기어박스, 발전기, 컨버터, 변압기 등과 같은 주요부품들의 상태(예컨대, 열적한계 또는 수명 등)가 동일하지 못하기 때문에 동일한 전력 출력량을 발생시키지 못하나, 종래의 풍력발전단지를 제어하는 풍력발전단지 제어부의 경우, 풍력발전기들의 내구도와 상관없이 동일한 전력 출력량이 나오도록 제어하는 경향이 있었다. 이는 풍력 발전기의 급속한 기기파손을 불러올 수 있는 동시에, 전력발생의 효율성을 크게 저하시킬 수 있다는 문제점을 가지고 있다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 풍력발전기 내에 연식이 오래된 주요부품들을 주기적으로 교체하면 가능하지만, 현실적으로 풍력발전기들 내의 주요부품들의 교체비용이 막대하여 용이하게 시행하지 못하는 실정이다.
이에 본 발명에서는 풍력발전기들 각각의 주요부품들의 상태에 따른 O&M 정보에 따라 풍력발전기들 각각의 풍력발전량에 제한으로 두어, 연식이 오래된 풍력발전기의 경우, 전력 출력량을 최소화시키고, 연식이 최근인 풍력발전기의 경우, 전력 출력량을 최대한 이용함으로써, 운영 및 유지보수(Operation and Maintenance; O&M) 기간 및 비용을 최소화시킬 수 있는 운영 및 유지보수 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법을 제안하고자 한다.
대한민국 특허등록공보 제10-1418413호 (발명의 명칭: 풍력 발전 단지 제어 방법)
따라서, 종래의 기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 풍력발전기 내의 주요부품들의 운영 및 유지보수 기간을 고려하여 복수 개의 풍력발전기들 각각의 전력 출력량을 차등 제어함으로써, 풍력발전기의 부품 수명을 연장하는 동시에, 보다 효율적인 전력 출력량이 생산될 수 있도록 풍력발전단지 내의 풍력발전기들을 각각 제어할 수 있는 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템은 복수 개의 풍력발전기들 및 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각의 상태정보를 수집하는 상태정보 수집부가 구비된 풍력발전단지; 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 유효전력, 무효전력, 전력주파수를 이용하여 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식에 기초한 상기 풍력발전단지의 총 전력 출력량을 제어하기 위한 총 제어지령을 제공하는 풍력발전단지 제어부; 및 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각의 유효 전력 출력량에 기초하여, 상기 총 제어지령을 복수 개의 개별 제어지령들로 분배한 후, 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에 제공하는 디스패쳐를 포함한다.
상기 운영 및 유지보수(Operation & Maintenance) 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템은 상기 상태정보에 기초한 상기 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 정보에 상응하는 분배비율 이득값을 제공하는 O&M 처리부를 더 포함한다.
상기 O&M 처리부는, 상기 상태정보에 따른 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간 및 기간에 따른 비용이 포함된 운영 및 유지보수 정보를 분류하는 O&M 분류부; 및 분류된 운영 및 유지보수 정보를 기반으로 상기 분배비율 이득값을 생성하는 분배비율 이득값 생성부를 포함하고, 상기 분배비율 이득값은 풍력발전기의 출력 전력량을 일정부분 감소시키기 위한 가변인자이다.
상기 디스패쳐는, 상기 풍력발전기들 각각의 고유 전력 출력량과 상기 분배이율 이득값을 곱셈 또는 감산연산하여 산출된 개별 제어지령을 상기 풍력발전기로 제공한다.
상기 상태정보는 풍력발전기들 각각의 출력감소 또는 출력증가와 관련한 부품의 상태정보인 하중, 누적사용량, 최초교체시기, 다음교체시기, 온도 정보, 연식정보 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 방법은 풍력발전단지 제어부에서 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 유효전력, 무효전력, 전력주파수를 이용하여 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식에 기초한 상기 풍력발전단지의 총 전력 출력량의 총 제어지령을 디스패쳐로 제공하는 총 제어지령 제공단계; 풍력발전기들 각각의 상태정보에 기초한 상기 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 정보를 산출한 후, 산출된 운영 및 유지보수 정보에 상응하는 분배비율 이득값을 생성하여 디스패쳐로 제공하는 O&M 처리단계; O&M 분류부에서 상기 상태정보에 따른 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간 및 기간에 따른 운영 및 유지보수 비용이 포함된 운영 및 유지보수 정보를 테이블 형태로 분류한 후, 분류된 운영 및 유지보수 정보를 기반으로 하는 분배비율 이득값을 생성하는 O&M 처리단계; 및 상기 디스패쳐에서 상기 총 제어지령에 따른 총 전력 출력량과 따라 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 전력 출력량들의 합이 동일하도록 복수 개의 풍력발전기들 각각의 출력 전력량을 출력하기 위한 개별 제어지령을 생성한 후, 개별 제어지령과 분배비율 이득값을 곱셈 또는 감산연산시켜 풍력발전기의 전력 출력량을 일정부분 감소시키는 개별 전력 출력량 제어단계를 포함한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템 및 방법을 이용하면, 풍력발전단지 내 풍력발전기들의 운영 및 유지보수 기간을 일정한 시점으로 맞추어 잦은 운영 및 유지보수 과정을 방지함으로써 운영 및 유지보수 비용을 줄일 수가 있다는 이점을 갖는다.
즉, 해상풍력 시스템은 운영 및 유지보수 비용이 매우 크고, 소규모 유지보수 회수와 회수에 따른 운영 및 유지보수 비용이 증가되는 문제점을 본 발명에서는 풍력발전기들 각각의 전력 출력량을 일정부분 감소시켜 부품들의 사용기간을 연장할 수가 있을 뿐만 아니라 운영 및 유지보수 기간을 동일한 시점으로 조절이 가능하여 운영 및 유지보수를 위해 해상으로 나가는 횟수를 감소시킬 수 있고 이로 인한 비용을 절약할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템(100)은 풍력발전단지(110), 풍력발전단지 제어부(120), 디스패쳐(130) 및 O&M 처리부(140)를 포함한다.
상기 풍력발전단지(110)는 라인 또는 블록 형태로 배치된 복수 개의 풍력발전기들(10-1 내지 10-10) 및 풍력발전기들 각각의 상태정보를 실시간으로 관리하는 상태정보 수집부(미도시)를 포함하며, 도 1을 참조하면, 본 발명에서는 10개의 풍력발전기들이 설치된 것으로 가정하였으나, 그 수가 이에 한정되지는 않는다.
또한, 풍력발전기들(10-1 내지 10-10)은 풍력발전단지(110) 내의 지형 및 이웃한 풍력발전기의 영향 등의 이유로 서로 다른 풍속(m/s) 크기를 갖는다. 또한, 각 풍력발전기들의 풍속이 서로 다르기 때문에 내부에 있는 로터 블레이드의 회전속도에 따라 생산되는 출력 전력량(Power output) 또한 서로 다를 수 있으며, 부품 교체시기 또한 서로 다를 수 있다.
또한, 상기 상태정보는 풍력발전기들(10-1 내지 10-10) 각각의 출력감소 또는 출력증가와 관련한 부품의 상태정보로서, 예를들어, 하중, 누적사용량, 최초교체시기, 다음교체시기, 온도 정보, 연식정보 등을 포함하는 정보일 수 있다.
다음으로, 상기 풍력발전단지 제어부(120)는 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 유효전력, 무효전력, 전력주파수를 이용하여 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식에 기초한 상기 풍력발전단지의 총 유효전력 출력량인 총 제어지령을 제공하는 기능을 수행한다.
상기 O&M 처리부(140)는 상기 상태정보에 기초한 상기 풍력발전기들 각각의 O&M 정보를 산출한 후, 산출된 운영 및 유지보수(Operation & Maintenance; O&M) 정보에 상응하는 분배비율 이득값을 디스패쳐(130)로 제공하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 상기 O&M 처리부(140)는 O&M 분류부(141) 및 분배비율 이득값 생성부(142)를 포함한다.
상기 O&M 분류부(141)는 상기 상태정보에 따른 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간 및 기간에 따른 운영 및 유지보수 비용이 포함된 운영 및 유지보수 정보를 분류하는 기능을 수행한다.
상기 분배비율 이득값 생성부(142)는 상기 O&M 분류부(141)에서 분류된 운영 및 유지보수 정보를 기반으로 하는 분배비율 이득값을 생성하는 기능을 수행한다.
여기서, 분배비율 이득값은 풍력발전기의 유효출력 전력량을 일정부분 감소시키기 위한 가변인자로서, 이러한 가변인자를 통해 관리자는 풍력발전기들의 출력 전력량을 제어시켜, 복수 개의 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간을 일정한 시점으로 맞춤으로써, 운영 및 유지보수 발생비용을 줄일 수 있다.
표 1은 10개의 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 정보 내에 포함된 O&M 기간 및 O&M 비용에 따른 분배비율 이득값을 나타낸 표이다.
O&M 번호 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10
O&M 기간
(단위:
개월)
7.5
3.5
7.5
9.5
10.4
5.5
8.9
9.5
8.5
5.5
O&M 금액
(단위:
백만원)
50
14
30
20
48
13
24
26
55
15
분배비율 이득값
0.8
0.4
0.8
0.9
1
0.5
0.8
0.89
0.82
0.55
도 1 및 표 1을 참조하면, 풍력발전단지 내에 10개의 풍력발전기들을 동일한 시점에 유지보수하기 위하여 기간이 도래하는 M2, M6, M10에 해당하는 풍력발전기의 운영 및 유지보수 기간을 나머지 7개의 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간에 맞출 수 있도록 M2, M6, M10에 해당하는 풍력발전기들의 유효출력 전력량을 분배비율 이득값을 통해 일정부분 감소시킴으로써, 주요부품들의 사용량을 줄여 줄 수가 있다. 이러한 주요부품들의 사용량 감소로 인하여 풍력발전기의 운영 및 유지보수 기간을 증가시키는 결과를 가져오게 된다.
다음으로, 상기 디스패쳐(130)는 상기 총 제어지령을 복수 개의 풍력발전기들 각각이 출력해야 할 개별 제어지령으로 분배시키며, 이때, 분배된 상기 개별 제어지령은 아래에 기재된 식 1과 같이, 상기 풍력발전기들 각각의 유효전력 출력 가능량과 분배비율 이득값의 곱셈 또는 가감산 연산을 통해 산출할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 개별 제어지령,
Figure pat00003
는 풍력발전기의 유효전력 출력가능량,
Figure pat00004
는 풍력발전단지의 유효전력 출력가능량,
Figure pat00005
는 총 제어지령,
Figure pat00006
는 터빈 별 분배비율 이득값을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 O&M 정보 기반 풍력발전단지 제어 방법을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 O&M 정보 기반 풍력발전단지 제어 방법의 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 운영 및 유지보수 정보 기반의 풍력발전단지 제어 방법(S100)은 총 제어지령 제공단계(S10), O&M 처리단계(S20) 및 개별 전력 출력량 제어단계(S30)를 포함한다.
상기 총 제어지령 제공단계(S10)는 풍력발전단지 제어부(120)에서 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 유효전력, 무효전력, 전력주파수를 이용하여 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식에 기초한 상기 풍력발전단지의 총 유효전력 출력량의 총 제어지령을 디스패쳐(130)로 제공하는 단계일 수 있다.
상기 O&M 처리단계(S20)는 풍력발전기들 각각의 상태정보에 기초한 상기 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 정보를 산출한 후, 산출된 운영 및 유지보수 정보에 상응하는 분배비율 이득값을 생성하여 디스패쳐(130)로 제공하는 단계일 수 있다.
이때, 상기 O&M 처리단계(S20)는 O&M 분류단계(S21) 및 분배비율 이득값 생성단계(S22)를 포함한다.
상기 O&M 분류단계(S21)는 O&M 분류부(141)에서 상기 상태정보에 따른 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간 및 기간에 따른 운영 및 유지보수 비용이 포함된 운영 및 유지보수 정보를 테이블 형태로 분류하는 단계일 수 있다.
상기 분배비율 이득값 생성단계(S22)는 분배비율 이득값 생성부(142)에서 상기 O&M 분류부(141)에서 분류된 운영 및 유지보수 정보를 기반으로 하는 분배비율 이득값을 생성하는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 개별 전력 출력량 제어단계(S30)는 상기 디스패쳐(130)에서 상기 총 제어지령에 기초한 복수 개의 풍력발전기들 각각의 유효출력 전력량인 개별 제어지령을 생성하는 단계이다.
여기서, 상기 개별 제어지령은 하기의 식 1을 이용하여 산출한다.
[식 1]
Figure pat00007
여기서,
Figure pat00008
는 개별 제어지령,
Figure pat00009
는 풍력발전기의 유효전력 출력가능량,
Figure pat00010
는 풍력발전단지의 유효전력 출력가능량,
Figure pat00011
는 총 제어지령,
Figure pat00012
는 터빈 별 분배비율 이득값을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템을 이용하면, 풍력발전단지 내 풍력발전기들의 운영 및 유지보수 기간을 일정한 시점으로 맞추어 잦은 운영 및 유지보수 과정을 방지함으로써 운영 및 유지보수 발생에 따른 비용을 줄일 수가 있다는 이점을 갖는다.
즉, 해상풍력 시스템은 운영 및 유지보수 비용이 매우 크고, 소규모 유지보수 회수와 회수에 따른 운영 및 유지보수 비용이 증가되는 문제점을 본 발명에서는 풍력발전기들 각각의 전력 출력량을 일정부분 감소시켜 부품들의 사용기간을 연장할 수가 있을 뿐만 아니라 운영 및 유지보수 기간을 동일한 시점으로 조절이 가능하여 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수를 위해 해상으로 나가는 횟수를 감소시킬 수 있고 이로 인한 비용을 절약할 수 있는 것이다.
한편, 본 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 '~부(unit)' 또는 블록은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(fieldprogrammable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 (hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부'는 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템.
110: 풍력발전단지
120: 풍력발전단지 제어부
130: 디스패쳐
140: O&M 처리부
141: O&M 분류부
142: 분배비율 이득값 생성부

Claims (6)

  1. 복수 개의 풍력발전기들 및 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각의 상태정보를 수집하는 상태정보 수집부가 구비된 풍력발전단지;
    상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 유효전력, 무효전력, 전력주파수를 이용하여 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식에 기초한 상기 풍력발전단지의 총 유효전력 출력량인 총 제어지령을 제공하는 풍력발전단지 제어부; 및
    상기 복수 개의 풍력발전기들 각각의 유효전력 출력량에 기초하여, 상기 총 제어지령을 복수 개의 개별 제어지령들로 분배한 후, 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에 제공하는 디스패쳐를 포함하는 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태정보에 기초한 상기 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 정보에 상응하는 분배비율 이득값을 제공하는 O&M 처리부를 더 포함하는 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 O&M 처리부는,
    상기 상태정보에 따른 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간 및 기간에 따른 비용이 포함된 운영 및 유지보수 정보를 분류하는 O&M 분류부; 및
    분류된 운영 및 유지보수 정보를 기반으로 상기 분배비율 이득값을 생성하는 분배비율 이득값 생성부를 포함하고,
    상기 분배비율 이득값은 풍력발전기의 유효전력 출력량을 일정부분 감소시키기 위한 가변인자인 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 디스패쳐는,
    상기 풍력발전기들 각각의 유효전력 출력량과 상기 분배이율 이득값을 곱셈 또는 감산연산하여 산출된 개별 제어지령을 상기 풍력발전기로 제공하는 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상태정보는
    풍력발전기들 각각의 출력감소 또는 출력증가와 관련한 부품의 상태정보인 하중, 누적사용량, 최초교체시기, 다음교체시기, 온도 정보, 연식정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 시스템.
  6. 풍력발전단지 제어부에서 상기 복수 개의 풍력발전기들 각각에서 출력되는 유효전력, 무효전력, 전력주파수를 이용하여 출력 증발율(Ramp Rate Limitation) 제어 방식에 기초한 상기 풍력발전단지의 총 유효전력 출력량인 총 제어지령을 디스패쳐로 제공하는 총 제어지령 제공단계;
    풍력발전기들 각각의 상태정보에 기초한 상기 풍력발전기들 각각의 O&M 정보를 산출한 후, 산출된 운영 및 유지보수 정보에 상응하는 분배비율 이득값을 생성하여 디스패쳐로 제공하는 O&M 처리단계;
    O&M 분류부에서 상기 상태정보에 따른 풍력발전기들 각각의 운영 및 유지보수 기간 및 기간에 따른 비용이 포함된 운영 및 유지보수 정보를 테이블 형태로 분류한 후, 분류된 정보를 기반으로 하는 분배비율 이득값을 생성하는 O&M 처리단계; 및
    상기 디스패쳐에서 상기 총 제어지령에 기초한 복수 개의 풍력발전기들 각각의 유효출력 전력량인 개별 제어지령을 생성하는 개별 전력 출력량 제어단계를 포함하며,
    상기 개별 제어지령은 하기의 식 1을 이용하여 산출하는 운영 및 유지보수 정보 기반 풍력발전단지 제어 방법.
    [식 1]
    Figure pat00013

    여기서,
    Figure pat00014
    는 개별 제어지령,
    Figure pat00015
    는 풍력발전기의 유효전력 출력가능량,
    Figure pat00016
    는 풍력발전단지의 유효전력 출력가능량,
    Figure pat00017
    는 총 제어지령,
    Figure pat00018
    는 터빈 별 분배비율 이득값을 나타낸다.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108242823A (zh) * 2016-12-26 2018-07-03 北京金风科创风电设备有限公司 风电场有功功率的分配方法和装置
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